直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢技術(shù)研究分析

羅海軍 瞿德進(jìn) 李紅苗

摘要：在直流電源系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，蓄電池是十分重要的一項(xiàng)組成部分，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有直接影響。因此，需要針對(duì)直流電源蓄電池合理采用巡檢技術(shù)，以此來(lái)有效維護(hù)和保障直流電源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文針對(duì)直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢技術(shù)進(jìn)行分析，探討了蓄電池巡檢的主要內(nèi)容，對(duì)直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成與特點(diǎn)進(jìn)行闡述，并提出具體的巡檢技術(shù)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)人員起到一些參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：直流;電源系統(tǒng);蓄電池;巡檢技術(shù)

針對(duì)我國(guó)變電站運(yùn)行展開分析，其包含了多種直流電源系統(tǒng)，如站用變、通信等，其中蓄電池組是一類重要的直流儲(chǔ)能設(shè)備，其可以為變電站通信設(shè)備和照明等動(dòng)力設(shè)備提供可靠供電，從而使變電站直流電源系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性得到提高。一旦無(wú)法有效維護(hù)變電站直流電源系統(tǒng)的蓄電池組，將會(huì)導(dǎo)致蓄電池組出現(xiàn)電池極性裂變、過(guò)充放電以及性能老化等相關(guān)問(wèn)題，對(duì)直流供電的通信、照明、電源等設(shè)備供電可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

一、直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢概述

（一）蓄電池組單體電池電壓測(cè)量

單體電池電壓是直流電源系統(tǒng)蓄電池的一項(xiàng)主要技術(shù)特征。例如，針對(duì)4V鈉硫閥控蓄電池進(jìn)行分析，當(dāng)兩端電壓超過(guò)4.76V時(shí)，則會(huì)過(guò)壓，而在低于3.61v時(shí)則為欠壓。通常情況下，4V鈉硫閥控蓄電池的最優(yōu)浮充電壓大約為4.36V。對(duì)于性能出現(xiàn)劣化的單體電池，由于電池電阻出現(xiàn)損壞問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致電阻增大，通常在充電時(shí)單體電池會(huì)有電壓過(guò)高現(xiàn)象發(fā)生，但在電池放電過(guò)程中由于單體電池的電壓過(guò)低，進(jìn)而在不同程度上降低了蓄電池組的總?cè)萘俊?/p>

（二）測(cè)量蓄電池組充放電電流

通過(guò)對(duì)變電站直流電源系統(tǒng)的蓄電池電流傳感器進(jìn)行測(cè)量，通常情況下是指霍爾傳感器，可以獲得具體的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)蓄電池組的充電和放電電流進(jìn)行明確，結(jié)合充放電數(shù)據(jù)對(duì)蓄電池充電過(guò)度、過(guò)負(fù)載以及放電過(guò)度等故障與缺陷進(jìn)行準(zhǔn)備判別。

（三）分析蓄電池組充放電曲線

通過(guò)定時(shí)采樣以及實(shí)時(shí)分析直流電源系統(tǒng)的蓄電池組電流和電壓數(shù)據(jù)，可以通過(guò)計(jì)算對(duì)充放電曲線進(jìn)行獲取，從而對(duì)直流電源系統(tǒng)的蓄電池組功能狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

（四）測(cè)量蓄電池組電池表面溫度

在對(duì)變電站直流電源系統(tǒng)的蓄電池運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)電池表面的溫度變化進(jìn)行測(cè)量，可以有效計(jì)算和分析電池性能。當(dāng)單體電池工況出現(xiàn)變化時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重影響到蓄電池組。通常情況下，單體電池在工況出現(xiàn)變化后，其電阻也會(huì)有明顯變化發(fā)生，這使電池在充放電過(guò)程中會(huì)有大量功率損耗，因此單體電池出現(xiàn)工況變化后，其表面溫升也遠(yuǎn)超出正常標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，單體電池表面溫度的溫升在超出8℃時(shí)，可以判斷該電池出現(xiàn)損壞問(wèn)題，因此需要對(duì)單體蓄電池及時(shí)進(jìn)行更新。

（五）蓄電池存放環(huán)境溫度

外部條件直接影響到蓄電池性能，具體包括蓄電池存放環(huán)境的溫度、濕度等。針對(duì)直流電源系統(tǒng)的蓄電池組進(jìn)行分析，在蓄電池存放環(huán)境的溫度和濕度出現(xiàn)變化后，蓄電池組的浮充電壓需要有效補(bǔ)償溫濕度，所以，需要重點(diǎn)監(jiān)控與調(diào)整蓄電池房存放環(huán)境的溫濕度變化。

二、直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成與特點(diǎn)

（一）直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)

對(duì)于直流電源系統(tǒng)的蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)而言，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具體包括主監(jiān)控單元、主監(jiān)控板、直流監(jiān)控單元板、顯示屏以及通訊接口。

（二）直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

在直流電源系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的電池直流監(jiān)控單元功能主要包括電池電壓電流以及過(guò)充電放電的告警和異常，可以對(duì)各類電阻數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。而針對(duì)直流電源系統(tǒng)的蓄電池組相關(guān)電氣參數(shù)進(jìn)行分析，其具體包括以下幾個(gè)方面。首先，充放電曲線。相關(guān)巡檢人員需要每隔8分鐘對(duì)單體電池的電壓和充放電電流進(jìn)行記錄，通?？梢詫?duì)45天的信息量進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)每天的詳細(xì)記錄進(jìn)行查詢，向時(shí)間查詢單位進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其次，電池容量計(jì)算。通過(guò)對(duì)電池充放電的電流、電壓、放電時(shí)間和容量進(jìn)行儲(chǔ)存，通?？梢詫?duì)40條歷史故障進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)故障消除時(shí)間進(jìn)行記錄。

（三）直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)

首先，系統(tǒng)主要對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信傳輸協(xié)議進(jìn)行采用，并對(duì)RS485和RS232的串行通訊接口進(jìn)行配置，可以和相關(guān)智能化設(shè)備和系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)交互，對(duì)直流電源系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)智能化巡檢。其次，直流電源系統(tǒng)的蓄電池巡檢系統(tǒng)，可以通過(guò)中間繼電器有效分析與顯示故障以及異常情況。最后，直流電源系統(tǒng)的蓄電池巡檢單元和電池可以在電池端有效連接，并對(duì)熔斷保險(xiǎn)絲進(jìn)行配置，使線路短接帶來(lái)的影響得到杜絕，從而使系統(tǒng)安全性得到保證。

三、直流電源系統(tǒng)蓄電池巡檢技術(shù)

首先，針對(duì)蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行分析，其主要包括直流電源監(jiān)控、中央主監(jiān)控、多級(jí)電池監(jiān)控序列等，需要對(duì)結(jié)構(gòu)化設(shè)置進(jìn)行采用，各個(gè)電池監(jiān)控序列板可以對(duì)18節(jié)單體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。變電站可以結(jié)合實(shí)際負(fù)載量大小，對(duì)2-4組進(jìn)行配置，其最大數(shù)量可以達(dá)到150節(jié)，并實(shí)時(shí)調(diào)整單體電池個(gè)數(shù)。

其次，單體電池電壓具體可以對(duì)3V、6V以及9V分別進(jìn)行測(cè)量。各個(gè)單元板可以通過(guò)RS485口有效鏈接中央主監(jiān)控，通過(guò)該種結(jié)構(gòu)化信息總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以有效提高直流電源蓄電池的維護(hù)工作質(zhì)量。

再次，直流電源系統(tǒng)的蓄電池巡檢監(jiān)控系統(tǒng)，通常對(duì)智能RS485/232接口進(jìn)行配置，能夠和其他智能化設(shè)備有效實(shí)現(xiàn)信息交互。通信協(xié)議可以對(duì)電力部的常用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行采用，具體包括CST、RTU等通信協(xié)議。

最后，針對(duì)電池巡檢單元板的相關(guān)測(cè)量端口進(jìn)行分析，其可以通過(guò)光藕進(jìn)行隔離，其內(nèi)部測(cè)量電路能夠?qū)Ω呔華/D進(jìn)行采用，使測(cè)量高精度和安全性得到有效保證。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，在直流電源系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)蓄電池有效采用巡檢技術(shù)，使直流電源系統(tǒng)的蓄電池能夠維持安全穩(wěn)定運(yùn)行，確保為變電站各類設(shè)備提供可靠供電。

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